גם האזורים הדלילים ביותר ביקום אינם "כלום". לפי תורת השדות הקוונטיים, הם מלאים באנרגיית ריק, ודווקא שם מואצת התפשטות היקום
אם אפשר היה לרוקן לחלוטין את מה שנמצא בתוך החללים הקוסמיים העצומים, להסיר מהם את כל החומר הרגיל, את הנייטרינו, את החומר האפל, את הקרניים הקוסמיות ואפילו את הקרינה, מה היה נשאר?
במבט ראשון נדמה שהתשובה היא לא כלום. אבל זו תשובה שגויה. גם באזורים המרוחקים והדלילים ביותר ביקום המרחב עצמו עדיין קיים. וה"ריק" הזה אינו באמת ריק.
מרחב ריק איננו שום דבר
הסיבה לכך היא שהריק של המרחב־זמן אינו באמת ריק. יש בו משהו. לא במובן הרגיל של חומר או קרינה, אלא במובן בסיסי יותר. הוא קיים בתוך המרקם העמוק של המציאות עצמה. קשה לתאר זאת במדויק בשפה יומיומית, אך הכוונה היא לשדות קוונטיים.
לפי תורת השדות הקוונטיים, החלקיקים שמרכיבים את היקום שלנו, כמו אלקטרונים, קוורקי טופ, נייטרינו ואפילו אולי חומר אפל, אינם ישויות יסוד בפני עצמם. מה שאנו מכנים "חלקיק" הוא בעצם ביטוי של משהו עמוק יותר. הישויות היסודיות באמת הן השדות. לכל סוג של חלקיק יש שדה מתאים, והשדות האלה פרושים בכל אזור של מרחב וזמן. הם קיימים מאז המפץ הגדול וממלאים כל פינה ביקום.
כאשר אנו מצביעים על משהו ואומרים "הנה אלקטרון חולף", מה שאנו רואים בפועל הוא עירור, תנודה או גל בתוך השדה היסודי. ההפרעה המקומית הזאת היא מה שאנו מפרשים כחלקיק. גם אם נסלק את כל החלקיקים, וגם אם כל החומר והקרינה ייעלמו, השדה עצמו יישאר.
אנרגיית הריק מניעה את ההתפשטות
השדה היסודי הזה נושא אנרגיה. בגלל עקרון אי־הוודאות של הייזנברג, אפילו מה שאנו תופסים כמרחב ריק אינו יכול להיות בעל אנרגיה אפסית. הפרטים של העיקרון הזה הם נושא בפני עצמו. כאשר פיזיקאים מנסים לחשב כמה אנרגיה קיימת בריק, הם מקבלים תוצאות שונות מאוד, החל מערכים עצומים ועד ערכים אינסופיים מבחינה פורמלית. גם זה דיון נפרד.
מה שחשוב כאן הוא שלאנרגיה הזאת יש השפעה מדידה. אנו קוראים להשפעה הזאת "אנרגיה אפלה", השם שניתן לתופעה האחראית להתפשטות המואצת של היקום.
התצפיות על התאוצה הקוסמית מלמדות שכמות אנרגיית הריק בפועל קטנה בהרבה מחלק מן התחזיות התאורטיות. אבל היא איננה אפס. לאנרגיה האפלה, או אנרגיית הריק אם מעדיפים, כמעט אין השפעה באזורים צפופים בחומר. בסביבות דחוסות השפעתה זניחה. על כדור הארץ, למשל, החומר מרוכז כל כך עד שהוא גובר לחלוטין על כל השפעה אפשרית של אנרגיה אפלה.
אם האנרגיה האפלה הייתה נעלמת פתאום, החיים על פני כדור הארץ היו נראים בדיוק אותו דבר. כדור בייסבול היה עף באותו מסלול. בוריטו היה מתחמם במיקרוגל באותו פרק זמן. שום דבר בחוויה היומיומית שלנו לא היה משתנה.
כך גם בגלקסיות, בצבירי גלקסיות, בסיבים, בקירות ובכל שאר המבנים הצפופים של הרשת הקוסמית. באזורים האלה החומר והכבידה שולטים בדינמיקה.
בחללים הקוסמיים האנרגיה האפלה שולטת
אבל החללים הקוסמיים שונים. המרחבים העצומים האלה מכילים מעט מאוד חומר. במקומות כאלה, הריק של המרחב־זמן עצמו הופך לרכיב הדומיננטי. אילו הייתם ניצבים במרכזו של חלל קוסמי, האנרגיה האפלה הייתה ההשפעה המרכזית שסביבכם.
למעשה, החללים הם המקומות שבהם האנרגיה האפלה עושה את עבודתה ומאיצה את התפשטות היקום. זה לא קורה באזורים צפופים כמו גלקסיות או צבירים. זה קורה רק בחללים. החללים אינם רק אזורים שהתרוקנו כדי לבנות את הרשת הקוסמית.
החללים עצמם מתפשטים. הם ממש קורעים את הרשת הקוסמית לגזרים. מה שאנו רואים כיום כמבנים גדולים, יפים ומורכבים ביקום הוא זמני בלבד. במהלך חמשת, עשרת או עשרים מיליארדי השנים הבאות, המספר המדויק אינו העיקר, הרשת הקוסמית תלך ותתפוגג. וזה יקרה בגלל פעולתם של החללים, הלוחצים על כל מה שסביבם.
לכן החללים אינם ריקים באמת. הם מלאים באנרגיות קוונטיות יסודיות. הם מפעילים השפעה על שאר היקום ומאיצים את התפשטותו. והם המקומות היחידים ביקום שיכולים לעשות זאת. הסיבה היחידה לכך היא שהם ריקים כמעט מכל דבר אחר.
כלומר, כן, החללים ריקים מחומר. כך אנו מגלים אותם. כך אנו מודדים אותם. כך אנו מגדירים אותם. אבל דווקא הריק מחומר פירושו שהם מלאים באנרגיה אפלה. ולכן, לא משנה לאן תלכו ביקום, אל גלקסיה קרובה או אל פנים החלל הקוסמי הריק ביותר, לעולם לא תהיו לגמרי לבד.
המאמר עובד ממאמרו של פול סוטר שפורסם במקור ב־Universe Today.
עוד בנושא באתר הידען:
